Was ist falsch an meinem geerdeten 50-Ω-Koplanarwellenleiter?

Sie sollten beim Erden der SMAs keine „Thermik“ verwenden. Diese Erdungslaschen sollten direkt auf die große, ununterbrochene Erdungsebene gehen. Es wird nicht einmal schwieriger zu löten sein, der Großteil der SMA muss sowieso aufgeheizt werden, also sind diese drei gedruckten Induktoren im Boden jeder SMA nicht erforderlich.

Wenn Sie sich die Welligkeit auf Ihrem S21-Diagramm ansehen, ist die sich wiederholende Welligkeit konsistent mit schlechten Matchpoints, die durch Ihre Brettbreite voneinander beabstandet sind. Das ist vielleicht nicht die ganze Geschichte, aber lösen Sie dieses offensichtliche Problem, bevor Sie nach subtileren Details suchen.

Sie müssen die Platinen nicht neu machen lassen, Sie können jeden Resist abkratzen und die Schnitte als schnelle Lösung mit Lötzinn überbrücken. Bearbeiten Sie Ihren Beitrag und fügen Sie die neuen Messungen hinzu, wenn Sie das getan haben. Übrigens ist S11 normalerweise eine empfindlichere Messung an "erwartet guten" Durchgangsleitungen als S21, obwohl ich zustimme, dass dieser S21 ziemlich schlecht ist.

Was ist das Boardmaterial (kein unwichtiges Detail)?

(bearbeiten)

Es ist also nicht die Thermik, wir sind nur bei 3 GHz, nehme ich an.

Ist die Linie richtig berechnet? Mit diesen Abmessungen ergibt dieser Rechner 48,93, aber er verwendet offensichtlich Kupfer mit einer Dicke von Null. Dieser gibt 47,42 mit 35 um Kupfer und stimmt mit dem anderen für eine Dicke von Null überein, sodass das Design plausibel aussieht. Diese Unterschiede zu dem, was Sie angenommen haben, reichen nicht aus, um die Messungen zu erklären.

Ist die Platine korrekt hergestellt?

Die Breiten- und Spaltmaße lassen sich leicht mit einem Mikroskop messen. Die Substratdicke wird schwieriger sein. Die Dielektrizitätskonstante des Substrats noch schwieriger. FR4$\varepsilon_r$kann je nach Dicke und Glas/Harz-Verhältnis variieren. Ist die 0,175-mm-Schicht Kern oder Pre-Preg? Beachten Sie, dass Prepreg beim Zusammenbau viel stärker variieren kann als der Kern, da die Montagebedingungen nicht so gut kontrolliert werden wie bei der Herstellung des Kerns.

Eine Kapazitätsmessung an einem Stück Platine, das von Ihrer Testplatine entfernt von Erdungsdurchkontaktierungen geschnitten wurde, ergibt eine kombinierte Dicke und Dielektrizitätskonstante. Eine elektrische Längenmessung an Ihren Teststücken gibt Ihnen im Wesentlichen die Dielektrizitätskonstante mit einem kleinen Beitrag der Geometrie.

Es wird für Sie trivial sein, eine Länge der Übertragungsleitung zu modellieren und Länge, Impedanz und Verlust anzupassen, bis die simulierten S11 und S21 Ihren Messungen entsprechen, Sie können sogar Ihren Optimierer bitten, dies automatisch für Sie zu tun. Ist das ein plausibles Modell für Ihre Ergebnisse?

Ich habe plötzlich bemerkt, dass Ihre Signallaschen an den Anschlüssen sehr breit sind, wodurch an jedem Anschluss eine kurze Leitung mit sehr niedriger Impedanz entsteht, obwohl bei dieser Länge die Modellierung als konzentriertes C wahrscheinlich für 3 GHz angemessen wäre. Fügen Sie Ihrem Modell zwei konzentrierte Cs hinzu und versuchen Sie, diese Simulationen an Ihre Ergebnisse anzupassen. Posten Sie eine Vergrößerung des Connector-Schnittstellenbereichs, damit wir sehen können, was dort richtig passiert.

(/bearbeiten)

Ich denke, Sie haben das Datenblatt falsch interpretiert, oder besser gesagt, Sie haben nicht berücksichtigt, dass Sie 4 Schichten und auf der obersten Schicht auch Masse haben, die Designempfehlungen fordern dies bei diesem Layout nicht.

Es heißt "Kupfer auf der Unterseite (Masse)"

So interpretiere ich das Datenblatt;

Die Breite des mittleren Pads ist so ausgelegt, dass es gut angepasst ist / eine Impedanz von fast 50 Ohm hat, wenn Sie eine 1,57 mm dicke DOPPELSCHICHTIGE (nicht 4-lagige) Platine mit Masseebene NUR auf der Unterseite haben (~ 1,6 mm unter der Schiene). Warum auch, wenn Sie sich die vom Terminal wegführende Spur ansehen, ist sie noch breiter, da Sie bei einer 1,6-mm-Platine mit Masse nur an der Unterseite eine sehr breite Spur benötigen, um eine Impedanz von 50 Ohm zu erhalten.

Wenn Sie das Kupfer auf den mittleren beiden Kupferschichten unterhalb des mittleren Pads nicht entfernt haben, haben Sie die Masseebene viel viel näher bewegt, als es die Designspezifikationen vermuten lassen. und weil Sie auf der oberen Ebene geerdet haben, haben Sie auch die Impedanz von dieser geändert. Ihr im Datenblatt angegebener Abstand zwischen Mittel- und Erdungspads sollte nicht mit der Erdungsebene gefüllt werden.